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航天服

[拼音]:hangtianfu

[外文]:spacesuit

保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。它能防护空间各种环境因素(低压或真空、缺氧或无氧、高低温、太阳辐射、微流星体等)对人体的危害。在太空真空环境里,人体血液中含的氧气会变成气体,使体积膨胀。如人不穿加压气密的航天服,则会因体内外压差悬殊而发生生命危险。航天服是在飞行员密闭服(或称全压服)的基础上发展起来的多功能服装。60年代初期,航天员穿用的舱内航天服,结构简单。此后逐步向舱外用航天服发展。现代新型航天服具有液冷降温结构,可供航天员出舱活动或登月考察。70年代研制成功全活动型航天服,在高值加压下仍具有最佳活动性能,不需要吸氧排气,航天员就可由座舱直接进入宇宙空间。航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。

头盔

分面窗型和全透明型。前者由盔壳、通风衬垫、面窗与开关机构、进食嘴与颈圈组成;后者由聚碳酸酯制成头型整体,容积大、视野广、气密性好,但比较重。二者均通过颈圈与服装连接。面窗在平时可随意启闭,紧急时可在数秒钟内自动或手动关锁。全透明头盔平时不戴,紧急时迅速戴上。舱外活动时,另有防护罩,以防护高低温和微流星体。防光玻璃能保护视网膜免受从紫外至红外波段的电磁波伤害。

服装

舱外用的航天服由外罩、真空隔热屏蔽层、气密限制层、通风结构和液冷服组成。

(1)外罩:具有保护气密限制层、防火、防微流星体和防太阳辐射的功能。速度为1~1.5公里/秒、重量为1×10-6~1×10-4克的微流星体能击穿一般的防护层。因此航天服外罩通常采用多层防护层,包括镀铝聚酰氨薄膜(2层)、玻璃布、玻璃纱网(2层)、达可隆纱、聚酯薄膜(5层)和氯丁橡胶尼龙布。

(2)真空隔热屏蔽层:用于防护过热或过冷的侵袭。月球表面昼间温度为+130°C,夜间为-160°C。登月服必须具备良好的真空隔热屏蔽层。它由7~8层屏蔽板组成,板间抽真空,减少传热。屏蔽板用金属箔片或表面镀铝塑料薄膜制成。

(3)气密限制层:用于使服装内保持规定的大气环境,保护航天员免受真空环境的危害。限制层是承压结构,选用强度高、伸长率低、漏气量小的特制材料(如胶布)制成。限制层的关键技术是关节的活动性能。服装充气后,衣面被拉紧,很难弯曲。已试制的有波纹管型、网状限制型、气密轴承转动型和等容结构型等多种型式的关节结构,在成形工艺上有缝纫成形的软胎结构和模压成形的硬胎结构。其中以等容结构、混合成形(软胎和硬胎相结合)的服装活动性能最佳。

(4)通风结构和液冷服:用以排除多余的热量、水汽、二氧化碳等废气,确保航天员吸入新鲜空气(或氧气)。服装内部有通风管道,具有一定温度、湿度和速度的气体由管道中通过,调节服装内气温。当航天员产热量超过1.26~1.46兆焦/时或300~350千卡/时(空间活动时),通风结构的服装已不能满足要求,必须采用液冷服。液冷管道通常为20~80条,总长可达80~120米,沿躯干、肢体紧密排列,可根据需要确定气冷与液冷的适当比例。

手套

手指血液循环差,散热面积大、汗腺分布密度大,因此要求手套具有良好的通风和隔热保暖性能。处在加压状态的手套,其指端必须与航天员手指紧配,以保证手指灵活动作。它的结构设计与服装气密限制层相似,但难度大。手套与衣袖通过腕部断接器连结,确保脱戴方便,手腕可随意扭转。

靴子

脚趾与手指的生理特点相似,但无活动要求。靴子通常有 3种类型:靴子与服装气密限制层连成整体;靴子与服装通过断接器连接;穿在服装气密限制层外面的套靴。

航天员出舱外活动时,必须穿着航天服,航天服与便携式生命保障系统连成闭路循环系统,维持规定的气体环境。全套航天服在地面重达30~40公斤,但在太空中因处于失重状态,航天员穿着没有笨重感觉。

参考书目
  1. 南京航空学院等编:《航空个人防护装备》,国防工业出版社,北京,1982。

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文章名称:《航天服》
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